Riassunto:
Un nuovo studio condotto da ricercatori americani ha scoperto che la riduzione a lungo termine dell'assunzione di cibo può non solo influenzare la durata della vita e il tasso di invecchiamento, ma anche cambiare il modo in cui le mutazioni del DNA si accumulano nei tessuti corporei. In un esperimento con i topi, i topi che consumavano il 30% in meno di calorie al giorno accumulavano meno mutazioni del DNA in più tessuti rispetto ai loro omologhi che avevano libero accesso al cibo. La scoperta fornisce nuovi indizi per comprendere come la dieta influisce sull’invecchiamento e sul rischio di malattie.
Questo studio è stato completato da ricercatori del Langone Medical Center della New York University, degli ospedali universitari di Cleveland, del Southwestern Medical Center dell'Università del Texas e del National Institutes of Health. Il documento di ricerca è stato pubblicato sulla rivista Cell.
Il DNA è la molecola che immagazzina le informazioni genetiche, ma non rimane sempre la stessa. Con l’avanzare dell’età, le cellule continuano a subire danni al DNA, errori di replicazione e deviazioni nel processo di riparazione, accumulando gradualmente mutazioni somatiche. La maggior parte delle mutazioni non avrà un impatto significativo, ma alcune mutazioni potrebbero interferire con la normale funzione dei geni e aumentare il rischio di cancro e altre malattie. Pertanto, capire quali fattori possono rallentare l’accumulo di mutazioni è un’importante direzione di ricerca nella biologia dell’invecchiamento.
Gli scienziati hanno già scoperto in una serie di esperimenti sugli animali che la restrizione calorica può prolungare la durata della vita e rallentare alcuni cambiamenti fisiologici legati all'età. Tuttavia, non è stato ancora del tutto compreso se la riduzione dell’apporto calorico influenzi anche l’accumulo di mutazioni a livello dell’intero genoma.
Per studiare questo problema, il team ha utilizzato la tecnologia di sequenziamento del DNA ad alta precisione per confrontare i cambiamenti genetici nei due gruppi di topi. A un gruppo di topi è stato permesso di mangiare liberamente, mentre l’altro gruppo è stato soggetto a restrizione calorica a lungo termine e il loro apporto era inferiore di circa il 30% rispetto a quello del gruppo che mangiava liberamente. I ricercatori hanno poi analizzato le mutazioni del DNA in diversi tessuti per vedere se i cambiamenti nella dieta influenzavano l’accumulo di danni genetici.
I risultati hanno mostrato che la restrizione calorica era associata a una riduzione di una varietà di mutazioni del DNA, comprese le sostituzioni di basi e le inserzioni e le delezioni di segmenti di DNA. La sostituzione della base significa che una lettera genetica nella sequenza del DNA viene sostituita da un'altra lettera; l'inserimento e la cancellazione significano che parte della sequenza genetica viene rispettivamente aggiunta o persa.
Tuttavia, questo cambiamento non è ugualmente evidente in tutti gli organi. Le cellule del fegato hanno risposto in modo relativamente prominente alla restrizione calorica, mentre il tessuto renale e cerebrale ha mostrato vari gradi di cambiamento. Ciò suggerisce che gli effetti della dieta sulle mutazioni del DNA potrebbero dipendere dalle caratteristiche fisiologiche di tessuti specifici, piuttosto che dalla riduzione del danno genetico nella stessa misura in tutte le cellule del corpo.
Lo studio ha inoltre rilevato differenze inaspettate negli effetti della restrizione calorica su diverse regioni del genoma. Nelle cellule epatiche e renali, le aree in cui le mutazioni erano maggiormente ridotte tendevano ad essere parti del gene con minore attività. Queste regioni potrebbero non contenere geni o geni utilizzati raramente nelle cellule corrispondenti.
I ricercatori hanno suggerito che una delle ragioni potrebbe essere una delle differenze nell'attività di riparazione del DNA. Le regioni genetiche nelle cellule che funzionano attivamente sono spesso soggette a riparazioni del DNA più frequenti, quindi la protezione aggiuntiva che la restrizione calorica può offrire può essere relativamente limitata. Al contrario, le aree con un’attività di riparazione meno normale potrebbero avere maggiori probabilità di mostrare differenze causate da cambiamenti nella dieta.
Tuttavia, questa è ancora una spiegazione da verificare. Il gruppo di ricerca non ha determinato il meccanismo specifico mediante il quale la restrizione calorica riduce le mutazioni e non può escludere la possibilità che siano coinvolti altri processi metabolici cellulari. I ricercatori intendono confrontare ulteriormente diversi regimi dietetici e analizzare le mutazioni del DNA in più tessuti e tipi di cellule per cercare i meccanismi biologici sottostanti.
Il coautore dello studio Gilad Evroni, professore associato presso la Grossman School of Medicine della New York University, ha sottolineato che i risultati non solo rivelano un possibile legame tra dieta e durata della vita, ma indicano anche che la dieta è correlata all'accumulo di mutazioni in tutto il genoma. Egli ritiene che comprendere questa connessione sia importante perché le mutazioni del DNA svolgono un ruolo nello sviluppo del cancro e di molte altre malattie.
Tuttavia, i ricercatori hanno sottolineato che questo risultato non può attualmente essere tradotto direttamente in raccomandazioni dietetiche umane. I soggetti sperimentali erano topi, non esseri umani; anche se negli esperimenti sugli animali si verificano chiari cambiamenti biologici, non si può concludere che gli esseri umani possano ottenere lo stesso effetto riducendo l’apporto calorico del 30%.
Inoltre, è difficile rispettare una severa restrizione a lungo termine dell'apporto calorico e può anche portare a carenze nutrizionali, perdita muscolare e altri rischi per la salute. Ridurre le calorie non significa rinunciare a proteine, vitamine, minerali e altri nutrienti essenziali. Negli esseri umani, restano da fare ulteriori ricerche su quanta riduzione calorica sia necessaria, per quanto tempo e se questo approccio possa effettivamente ridurre i tassi di cancro o prolungare la durata della vita.
Il gruppo di ricerca spera che il prossimo passo sia quello di trovare il meccanismo chiave attraverso il quale la restrizione calorica riduce le mutazioni del DNA, in modo da sviluppare metodi di intervento che non si basino su diete estreme. Se gli scienziati riuscissero a identificare i percorsi molecolari veramente protettivi, in futuro potrebbero essere in grado di ridurre l’accumulo di danni genetici durante l’invecchiamento attraverso farmaci, strategie nutrizionali o altri interventi.
L'obiettivo di questo studio non è dimostrare che le persone dovrebbero mangiare immediatamente il 30% in meno, ma rivelare la possibile connessione profonda tra dieta e stabilità del genoma. Fornisce nuove direzioni per lo studio dell’invecchiamento, del cancro e di altre malattie legate all’età, ma è ancora molto lontano dalle soluzioni clinicamente provate per la salute umana.
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